基于表面声波效应的惯性器件研究
陀螺仪是广泛应用在汽车导航和武器制导领域的重要部分,而基于表面声波陀螺的惯性器件相对于传统的MEMS振动陀螺具有抗冲击能力强、高可靠性和低成本等优势。本文基于惯性力作用下的材料中表面声波特性的变化规律,利用COMSOL软件对表面声波陀螺的谐振器结构进行了仿真,利用光刻技术对表面声波陀螺进行了制备和性能检测与分析。
得到以下结论:(1)表面声波特性的研究,首先通过理论分析与MATLAB仿真,得到表面声波的波速随旋转角速度的增大而减小。其次,结合COM理论模型,对叉指换能器结构进行分析,利用COM参数和P矩阵推导出导纳特性。
(2)根据波速与旋转角速度的变化关系,利用有限元分析软件对基于128°YX-LiNbO3的表面声波谐振器结构进行了多物理域耦合建模与仿真,提取了对称模态和反对称模态的变形图,计算出128°YX-LiNbO3的表面声波相速度是3917m/s和机电耦合系数是4.71%。针对128°YX-LiNbO3的表面声波谐振器的频率特性,分析得到,器件结构中随着叉指换能器的敷金比的逐渐增大,对称模态与反对称模态的特征频率逐渐减小;压电基底的厚度在大于一 ...